数字化广播系统设计

数字化广播系统设计（精选12篇）

数字化广播系统设计 篇1

校园数字广播系统采用当今世界最广泛使用的以太网络技术，将音频信号以TCP/IP协议形式在校园网上进行传送，彻底解决了传统校园广播系统存在的音质不佳，维护管理复杂，互动性能差等问题。系统设备简单，安装方便只需将数字广播IP网络适配器接入校园网络即可构成功能强大的数字化广播系统。

在功能上，不仅能够完全实现传统校园广播系统的基本功能，如定时打铃、分区播放、体操广播等基本功能，而且还具备课堂互动点播、教师排课等功能；在音质上实现了飞跃，达到CD级别 (44.1K, 16位, 立体声) ，适合于教室里的日常外语听力训练，每个发音都可以清晰可辨。特别是应用在大学四六级听力训练、考试播放中，可以有效提高学生听力部分成绩，不再为含混不清的声音所困扰。

一、系统组成

校园网络数字广播系统由系统音频服务器、采播工作站、领导工作站、教师工作站、数字广播IP网络适配器和遥控器组成。

1. 网络广播音频服务器

广播调试程序编辑控制软件中心通过网络可设置多个IP网络控制分控, 及IP适配器。

通过软件设置多路声卡输入信号。内置校园广播软件包、校园广播资源库、采播软件包、工作分区和分组可任意组合。不同的分区可单独定时，不同的分区在同一时刻可播放不同的节目。远程控制电脑是局域网内任意一台电脑，它装有本系统的控制软件，可有权限地控制本系统，可向本系统添加或删除节目。

内置大容量节目源空间，可根据用户需要定制节目源；用户可以自己制作节目源，可以通过本机录制，亦可从远程控制电脑上复制。广播主机含有4个独立的音频输入通道和2个辅助混合音频输入通道。8路+2辅助电源控制，一共可设置200个分区, 每个分区可包含多个网络适配器。内置校园常用乐曲铃声、根据客户需求配置。

系统音频服务器，是数字校园广播系统的核心，负责音频流点播服务、计划任务处理、IP网络适配器管理和权限管理等功能。管理节目库资源，为所有语音IP网络适配器提供定时播放和实时点播媒体服务，响应各播控器的播放请求。为各采播工作站、领导工作站、教师工作站提供数据接口服务。

2. 分播工作站

通过局域网内的工作站电脑安装IP分播软件, 设定工作站的权限, 可实现音频实时采播、节目资源制作功能。采播工作站通过调音台，接入卡座、D V D、收音机、MP3播放器、话筒等模拟音频信号，实时采集压缩后直播到各网络语音IP网络适配器。还可以将软件接收的网上节目，对网络语音IP网络适配器实时播放，使每一个语音IP网络适配器都可以收听到网上纯正的语言节目；采播工作站可以将传统的音频课件，如磁带、录像带、CD等，通过采集压缩，转换成数字节目存储到系统服务器中。保护学校现有的课件资源，减少教师课件制作的工作量，方便重复利用和同时使用。

3. 领导工作站

通过局域网内的工作站电脑安装IP分播软件, 设定领导工作站的权限, 实现领导在网上对校园直播的功能。校长及各级领导，在办公室的电脑或者出差携带的笔记本上，直接讲话。可以单独对部分区域讲话，直接在网上选择和屏蔽播放区域，操作简便，不需广播主控室人工干预。

4. 教师工作站

通过局域网内的工作站电脑安装IP分播软件，设定教师工作站的权限, 完成教师课前节目编排和定时播放编排功能。授课教师可以通过教师工作站软件把音频资料从声卡录入自己的工作电脑，压缩制作成课件，把课件上传到系统服务器。授课教师还可以通过网络预先设定各自授课班级的定时播放内容。可以安排早晚自习定时收听教材同步的语音内容，也可以安排收听与自己授课班级水平相当或稍有提高的真实场景内容。每一个班级都可以有自己个性化的定时播放内容。

5. IP网络管理终端

广播IP网络管理终端，完成网络MP3音频流的接收及音频解压，音频质量达到CD级。基于高性能嵌入式计算机的网络语音IP网络管理终端，能够处理高速网络信号。

自动执行定时任务（音乐打铃、教师排课），时间精确到秒。

通过RX, TX SIG POR显示工作状态。1进1出网络交换RJ45口，最多可串接20个网络适配器 (连接校园网，接收控制信号和音频编码流；) ；1路音频输入1路话筒输入 (可接入外部模拟音频（电脑、录音机、MP3播放器），通过数字广播IP网络适配器送入有源音箱播放。教师按遥控器切换使用，可做为网络数据传输故障时紧急备用；) ；1路音量调节；1路短路输出，控制继电器，播放音频的前两秒钟自动打开功放电源，播放结束后自动关闭功放电源，避免功放长时间通电；4路音频输出口：数字广播IP网络适配器将MP3数据解码后转换成模拟音频输出，接有源音箱；1路遥控接收（主要是控制音量大小，手动电源开关）；状态指示灯（网络口通讯及电源指示）。

(1) 系统能够充分利用现有的局域网网络进行布点。

(2) 系统的每个网络适配器因具有独立的IP地址，可以单独接收服务器的个性化定时播放节目。定时播放的操作，也可以通过电脑在网上设置。

(3) 采用了先进的系统集成功能，能有效的避免黑客入侵。网络适配器直接由单片机控制，不容易感染病毒；网络适配器只有通过专用的广播软件才可访问，其他软件或电脑发布信息网络适配器不给予转发和播放的。这样就可以有效地防止“恶意插播”。系统不能跨网关，完全可以防止外网的入侵。

二、系统功能

1. 个性定时播放

I P广播的每个网络语音终端因具有独立的I P地址，可以单独接收服务器的个性化定时播放节目。定时播放的操作，也可以通过电脑在网上设置。

2. 自由点播

可通过遥控器控制分布在每个教室的数字广播IP网络适配器完成音频服务器中资料库的任意点播。操作简单方便。可彻底“摒弃上外语课带录音机到教室的教学方法”，教师只需要用遥控器选择相应的课程内容，按一下播放即可！无需倒带、换面等繁琐的操作。

3. 网上转播

可以将通过网络软件接收到的Internet网络节目转换成IP网络广播数据格式, 对网络语音终端实时播放。如美国之音, BBC, CNN及国内其他专门的语言电台等。

4. 领导网上讲话

IP广播能够实现领导网上讲话。领导无需到广播中心，通过与系统服务器连接的任意一台计算机，便可以经计算机的麦克风实现远程讲话。可以对全区讲话，也可以对部分区域讲话。

5. 语音实时采播

IP广播节目实时采播功能，能够将来自其他音源的节目实时采集压缩存储到服务器，并可按要求同时转播到指定的网络广播适配器终端。采播源可以是其他商用或自用电台、录音机卡座、CD播放器、MP3播放器、麦克风等。用于广播通知等。

6. 自动音乐打铃

IP广播能够设置个性化的音乐铃音，自动按照编排好的作息时间表播放铃声。作息时间表可以按照春秋季自动调整，并提供晴雨天、节假日特殊配置选项。

7. IP广播音频适配器

IP广播的网络适配器, 提供音频接入功能。在没有广播信号的时候, 音频输出可接入语音终端, 经扩音播出。广播讲话的声音及音乐接入语音终端扩音播出。语音终端可以根据语音信号的有无, 自动切换功放音箱的电源。

8. 数字音源库

系统资源服务器可存储数千小时以上的音乐节目或语音节目。用户可以根据实际情况扩充存储空间或更换服务器，或增加磁盘阵列等设备提升系统性能。

三、系统优势

1. 传输数字化

IP广播采用独有的CD质量的数据文件格式，将音源转换为数据文件传送到网络适配器音箱。全程数字化传输避免了传统音频广播的信号衰减与噪音，提供高保真音质的声音。

2. 网络适配器个性化

IP广播基于IP数据网络，每个网络广播适配器都可以有独立的IP地址，可以拥有完全个性化的节目。

3. 前端网络化

IP广播将前端音源扩展到整个网络，节目定时播放都可以通过网络远程操作。网络化的管理，还可以对不同的用户设置不同的权限。

4. 播放自动化

IP广播能够实现自动化播放。并为各个节目指定播放时间，播控服务器将自动进行播放，并且播放内容与对象范围可以任意指定。

5. 操作人性化

IP广播为提供了人性化的图形菜单界面，人性化的操作，轻松简便，提高了使用的效率。

6. 应用智能化

IP广播有很多智能化的设计。教师可以在广播过程中加入智能化标签，实现录音、变速、列表循环播放等语音功能；还可以使用智能收藏夹，简化操作步骤；还可以实现定时设置，实现广播自动播放；并能够远程编排、维护、管理等。

7. 工程简单化

IP广播工程简单，对于现在有局域网设到每一个IP广播点，只需要增加网络广播适配器安装即可。如果没有铺设网线，数据网络的工程量也相对简单，只需要铺设网线即可。一旦建设，广播系统与计算机网络系统可以共用，减少多网重复建设。

8. 系统零维护

IP广播在物理上与校园网共用，所以并不在网维护之外增加额外的维护工作。在应用上，系统可设置独立网段与计算机系统分隔，各网络广播适配器嵌入式系统程序固化，不会受到病毒感染。系统整体稳定可靠，基本没有维护工作。

四、系统安装施工要点

IP校园网络数字广播系统的硬件设备主要分布在主控室、各个教室和室外：

1. 主控室设备安装

主控室是网络广播系统的中心所在，尤其是系统服务器需要24小时不间断运行，设计务必遵循以下几条原则，另外还须参考国家标准GB50174-93《电子计算机机房设计规范》。

(1) 规范的校园网设计通常会将接入点划分成同一网段管理（如教学楼、图书馆、办公楼处于同一的网段下）。建议把主控室设在数字广播IP网络适配器最多的区域（如教学楼），这样可以不用跨网段数据访问，从而减轻校园网的负荷。

(2) 为了使系统的干扰最小，主控室应选择远离电磁辐射源的地方。

(3) 主控室电源引入符合标准要求，地线要接地良好，接地电阻应小于4Ω。

(4) 主控室建议安装空调设备（温度18-28℃，相对湿度40%-70%）。

(5) 主控室安装防静电地板，符合现行国家标准《计算机机房用活动地板技术条件》。

(6) 主控室的装饰材料应选用非燃烧材料或难燃烧材料。

(7) 主控室的各类管线宜暗敷，主体构造材料应满足隔热、防火等要求。

2. 其他安装要求

(1) 可以根据需求以手拉手式连接网线。

(2) 所使用广播线、管材根据实际工程需要：线材按1000米/卷，避免了施工中不必要的线、管材隐患接头及不必要的浪费。

(3) 定压线：一律采用RVV 2×1.5铜芯聚氯乙烯护套广播电缆线地埋敷设。

(4) 线管材的地埋敷设深度不小于30cm。

(5) 防雨音箱点处的灯杆腔内回线长度不小于100cm, 便于以后的维护。

所有室外音柱全部采用墙壁悬挂安装方式，音柱安装高度不小于4.2m。固定方式采用镀锌包箍卡夹式或灯杆钻孔、攻丝式固定（根据实际情况而定），并保证音柱应有的防雨及声学倾角。

数字化广播系统设计 篇2

来 源： DJ技术

随着科技的飞速发展，计算机技术和网络技术在广播电视领域里的广泛应用，使数字化广播技术日趋成熟。数字音频设备正在逐步取代模拟音频设备，数字音频技术改变了电台传统的节目制作、存储和播出模式。在数字化广播中心的整体设计中，直播机房播出设备的合理性、兼容性和稳定性，直接关系到节目播出质量。

一、数字化直播机房的设计思想和要求

数字化直播机房的设计思想是从方便使用的角度合理设计机房设备及布局,让工作人员能够轻松自如地操作各种播出设备,且方便设备维护。对数字播出系统设备的要求是：配置合理、功能齐全、操作简捷，且设备运行稳定可靠。数字调音台的数字/模拟音频输入/输出通道配备得当、性能可靠、逻辑控制接口的功能完备，备份输出应急切换简捷可靠。数字设备应尽量选择带有AES/EBU接口的设备。数字音频网络必须有统一确定的标准电平——满刻度电平（FSD）。必须用一个标准的信号源对来自不同音源的音频信号进行同步。另外，还要具有较强的内部联络功能、多种确保安全优质播出的防范措施。

二、直播机房的组成

天津人民广播电台数字化直播机房由调音台及外围音频设备组成直播系统、热线电话系统、节目随录及监听报警系统和对讲系统。

1、调音台及外围音频设备的直播系统(见附图1)：

每个直播室主要配备一部StuderOn-Air2000数字调音台（其内部包含应急播出备份模拟调音台）、2只EVRE27N/D主持人话筒、1只PZM-30D介面电容嘉宾话筒、2台TASCAM122MKⅢ卡座、2台TASCAMCD-450激光放音机、1台TASCAMDA-40数字录音机、1台TASCAMMD-801RMKⅡ光盘录音机和2套英夫美迪AIR2000音频工作站。

直播室系统图[fenye]

(1)数字调音台：

StuderOn-Air2000型数字调音台采用模块化设计，每个模块既能作输入模块，也可以设定为输出模块（一般选用内部默认设定状态）；采用计算机的触摸屏技术，在设定各模块功能、调整各模块的状态和音频指标参数时，只需通过触摸屏操作，省去了许多的机械式的旋钮电位器及按钮开关。满刻度电平（FSD）指示的0dBFS相当于模拟电平的+15dB，每个模块还具有一个可选择控制方式的遥控接口，以实现对不同外设的遥控功能。另外，该调音台还具有强大的用户管理功能，对于不同主持人设定的参数进行存储、加密、调用，便于提高播音质量。由上一级向下一级授权操作功能，可以避免误操作而造成的播出事故。(2)数字延时器：

BD-500立体声数字延时器具有最大8秒的延时时间，用来消除在热线电话通话中不适合播出的内容，保证节目的安全播出。该延时器具有模拟或数字两种信号延时模式。启动后通过近120秒的时间，将正在播出的节目信号逐渐拉伸延时到最大（一般设定为8秒），在这一过程中，收听效果感觉无误差—信号完整。

(3)数字音频工作站

每个直播室配置主、备两套播出工作站，主站采用网络播出，备站采用本地播出，每个系统都有各自的服务器、录制站、节目管理站等。播出站具有自动播出功能。

2、热线电话切换系统

直播机房热线电话切换系统由TH3数字电话耦合器及两台GENTNER热线电话控制盒组成。有5条电话外线与直播室的热线控制盒相连，该热线控制盒的混合信号接口与数字电话耦合器线路接口相衔接、连接接口与导播室的热线控制盒的连接接口相连。当使用热线电话时导播室的热线控制盒负责接听、保持，直播室的热线控制盒负责将热线电话语音信号通过数字电话耦合器切入数字调音台。

3、节目随录及监听报警系统

节目随录系统是由导播室里的随录数字音频工作站和随录卡座组成。用数字音频工作站将随录好的节目发送到服务器中，当需要重播时，只要在播出工作站调出服务器中的节目内容即可。随录卡座是为节目保留等需要所准备的。

在直播室和导播室各配备了一套监听设备。在导播室安装了停播报警器，它可以提供信号指示灯及停播提示音两种警示功能。

4、对讲系统

对讲系统采用的是MATRIXPLUS对讲设备，通过安装在总控制室的MATRIX PLUS对讲设备主机，可以实现总控室、各导播室、录制室之间的相互联络。另一个是直播室与导播室之间的联络，这里采用的是对讲电话。

三、完善调音台对外围设备的遥控功能

将STUDERON-AIR2000数字调音台各输入模块的控制方式设置在“PFL/ONFADER”状态，当单独按下“PFL”键或按下“ON”键并推起音量控制器时在其对应模块遥控端口的1/5脚（A路/B路）和9脚之间为短路状态，反之为开路状态，由于周边设备控制方式各有不同，因此我们增加了不同的控制电路对其分别控制。

1．TASCAM122MKⅢ录音机的控制原理

TASCAM122MKⅢ录音机的遥控接口的“FADER START”为低电平时启动放音，当调音台该路模块的音量控制器推起“ON”灯亮或“PFL”（预听）键单独按下时，9针D型遥控端口1/5脚和9脚之间的K闭合，通过卡座遥控接口启动卡座放音。当拉下音量控制器时，K断开则卡座停止放音。

2、TASCAMCD-450激光唱机的控制原理

TASCAMCD-450激光唱机的遥控方法是在CD-450暂停状态下“FADERSTART”为高电平时启动放音，调音台该路模块的遥控接口与CD-450的遥控接口之间需加控制转换电路（如图1）。

当调音台该路模块的音量控制器推起“ON”灯亮或“PFL”键单独按下时，9针D型遥控端口的K闭合，控制转换电路输出为高电平，CD-450放音。当拉下音量控制器时K断开，控制转换电路输出低电平，CD-450暂停放音。

3．TASCAMDA-40数字录音机的控制原理

ASCAMDA-40数字录音机的遥控接口无“FADERSTART”控制端，只有并行控制接口，放音与停止控制是负脉冲触发有效。调音台该路模块的控制接口与DA-40的并行控制接口之间需加控制转换电路（如图2），该电路采用CC4098双单稳态触发器将一个开关状态转换成两个脉冲信号，以实现对DA-40的放音和停止放音。

图2[fenye]

4、MD-801MKⅡ光盘录音机的控制原理

MD-801MKⅡ光盘录音机控制方法是MD-801在暂停状态下“FADERSTART”为低电平启动放音，控制原理与TASCAM122MKⅢ录音机控制原理相同。

5、BD-500立体声数字延时器的控制原理

为了使热线节目播出时能安全可靠的使用延时器。根据BD-500延时器的控制原理，在热线电话模块的遥控接口与BD-500延时器的内部控制电路之间加装一个控制转换电路（如图3），该电路采用CC4098双单稳态触发器和一个继电器组成，将一个开关信号转换成3个脉冲信号通过有次序的控制延时器的BYPASS（旁通）键触点和REBUILD（拉伸延时）键触点，实现调音台热线电话模块的音量控制器遥控启动或旁通BD-500延时器的目的。

通过以上对遥控系统的改进实现了调音台对外围设备的遥控启动，经过一段实践表明，操作简便、可靠，系统运行稳定。

四、直播机房设备安装应注意的问题：

1、数字设备之间的连接：

由于数字系统对布线的要求很高。因此，在布线过程中尽量使传输不同信号的线分类铺设。防止由于线间分布参数带来的交互干扰。

数字化广播系统设计 篇3

关键词 迎新系统;数字化校园;高职院校

中图分类号：TP315    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）24-0051-02

1 系统概述

一直以来，迎新都以其业务并发量大、工作强度高、参与部门多等特点成为高职院校一项艰巨的任务。传统的迎新，往往由院办牵头，涉及组织招生办、学工处、教务处、后勤处、财务处、各分院等多个部门，各院系在摆摊设点，各新生在各摊点前面排长龙，重复填写各种表格，拎着大包小箱，到各管理和服务机关盖满若干个图章，最后身心疲惫地完成报到注册。高职院校在传统新生报到过程中出现如下一些问题。

1）传统迎新学生在报到之前由教务处进行班级划分并且学工处给学生完成分配宿舍工作，但是由于高职院报到率不很高（通常在90%左右），而且学生报到时调专业现象较严重，造成部分床位空余、床位利用率不高的现象。

2）学生报到现场各系部按专业摆摊设点办理学生报到手续，由于现场人多拥挤，初来乍到的学生往往摸不清头绪而看到队伍就排，导致排错队、找不到队伍的现象频频发生。

3）存在假造身份报到的现象。传统迎新身份确认手段是学院通过将考试院给予的考生准考证照片与现场学生身份证上的照片比对，但是存在少数学生让考上的学生来报名以后自己冒名来上学的情况，或者提供造假身份信息报名。

随着教育信息化的加速推进，诸多高校陆续开展数字化校园建设，数字化迎新也成为数字化校园建设中的重要组成部分。数字化迎新系统是一套以提高迎新现场服务工作效率和质量为目标，建立“以人为本，一站式服务”的系统。

2 系统设计

数字化迎新系统设计原则

1）简单实用。迎新系统作为公共服务平台，应该是通俗易懂、操作简单，操作人员只需要进行简单培训即可操作使用，能有效提高工作效率和管理水平。

2）安全可靠。迎新系统能够安全稳定运行，有一定的防攻击性和良好的应急与灾备机制，保证数据信息的安全。

3）良好的兼容性。迎新系统向上能够与高招录取系统、省厅教育主管部门相关系统兼容;向下能与校内教务系统、财务系统、学工管理系统等相关信息系统兼容，便于数据交换和信息系统整合。

迎新管理总体设计  迎新管理面向学校新生入学，管理新生报到过程;为各级管理人员搭建业务管理及协同平台，并积累新生数据，为后期应用提供数据来源。迎新管理总体包含三个方面。

1）迎新数据准备与配置：主要对新生名单、学生财务缴费情况进行导入与维护。

2）迎新业务办理：主要是根据办理流程对环节办理状态进行维护，包括财务缴费、宿舍分配、绿色通道等环节。

3）迎新统计：对迎新结果数据进行统计。

迎新业务办理过程设计  迎新业务办理是整个迎新管理中最重要的环节。图1是南京信息职业技术学院数字化迎新办理过程设计。

在学院设置集中的新生报到手续办理点，免去了传统方式中学生需要去院系和各个部门办理的麻烦。图2所示为现场办理点的各功能区域，之前未通过汇款方式交学费的学生可以在现场缴费区缴费，绿色通道区域负责办理助学贷款业务，报到办理点是新生报到的主要业务点，负责学生身份验证、宿舍分配以及学生校园一卡通的开设。

新生首先根据志愿者和指示牌的引导，之前通过汇款交学费的学生直接在报到办理点办理报到手续，工作人员会提示学生拿出身份证放在身份证读卡器上，迎新系统对学生的身份进行验证，主要包括该学生的录取情况和学费缴费情况，如果该学生未办理缴费手续或助学贷款业务，将不能通过验证办理报到手续。身份验证通过以后系统会给该学生自动分配宿舍与床位并立即打印出报到单，报到单分两联：一联给学生，包含学生姓名、院系与专业、宿舍、床位、辅导员及号码等信息;另一联给学生家长，包含该学生的辅导员及号码信息，方便家长日后与学生辅导员联系，掌握学生在校情况。报到单打印出来之后，工作人员现场在系统中给学生开设校园一卡通业务，待一卡通开卡完毕后，学生即可离开报到现场。此时学生的报到流程已经完毕，凭报到单去指定的宿舍即可，同时该学生也可以凭校园一卡通在学校生活消费。

3 系统应用与总结

南京信息职业技术学院自使用该迎新数字化业务系统以来，共成功办理约13 000个学生的报到手续。系统使用过程中体现出以下特点。

1）学生信息统一。由于迎新系统与财务、学工等数据库连接，杜绝了学生漏缴学费或未办理助学贷款业务而成功办理报到手续的情况。

2）杜绝了假身份的情况。由于采用读取身份证验证，而不是学生的纸质录取通知书，防止学生作假参与报到的情况。此外在新生报到随后采集新生本人照片，通过考试院提供的学生报名照片、身份证照片、报到之后采集的照片三张照片在系统中比对，防止身份造假现象。

3）一站式迎新业务办理既快速又便捷。在报到现场，部分系部与专业采用报到业务办理一站式服务，学生在缴清学费的前提下只要刷身份证，系统自动分配宿舍、打印报到单，工作人员应用系统开设一卡通业务，整个业务办理流程平均为22秒，有效防止排队积压现象。

4）宿舍有效合理分配。由于报到过程中系统根据各专业实际报到人数实时进行宿舍与床位分配，宿舍床位合理分配，有效防止预分配而床位空余的情况。

5）报到单的家长联让家长与辅导员沟通掌握学生在校情况，同时因为家长可以与辅导员电话确认，有效防止家长被社会骗取钱财的情况。

6）报到情况实时查询统计。数字化迎新系统实时统计总体、各系部与专业、各生源地的学生报到情况，方便学院领导即时掌握学生报到情况。新生工作结束以后，院领导也可以根据系统统计的最终报到结果调整学院未来的招生政策与人才培养计划。

数字化迎新系统的设计与应用，充分体现高职院校“以学生为本”的服务理念，不仅给新生提供高效、便捷的一站式报到环境和服务，也让参与新生报到的工作人员体验管理信息化带来的便利，对于推动整个学院的信息化工作起到积极示范作用，是学院信息化建设水平和管理规范化的有效体现。

参考文献

[1]宋奎勇.高校数字化校园平台建设的探索[J].数字技术与应用，2013（11）.

[2]赵欢，陈熙.数字化校园平台基础架构的设计与实现[J].中国教育信息化，2013（8）：63-64.

[3]方伟杰，陈伟，朱之平，等.浙江大学数字迎新系统的设计与实现[J].中山大学学报：自然科学版，2009（5）.

数字化广播系统设计 篇4

1 重要设备的选择

1.1 数字调音台的选择

数字调音台在广播系统中占有中心的位置, 在多路输入数字音频信号以后经过处理, 能够自动控制电平行, 从而使得电平行的幅度保持在一定合理的范围内, 并且对信号的分配、混合、输出以及信号灯进行间监听。从实质上来说, 数字调音台其实就只一种数字化的设备控制和音频处理。RMX—16数字调音台是一款最新出来的网络化数字调音台, 具有灵活、使用便捷等优点, 是广播电台数字化的数字调音台的最佳选择。

1.2 数字延时器的选择

为了给播出的安全性提供重要的保障条件, 该县的直播室主输出选择了一种DY2000数字音频延时器。主要是将音频信号通过输入口后进入延时器, 并通过A/D转换成数字音频信号, 并根据相应的数字编码变成数码流。随后由内部寄存器锁存已经编码好的音频信号, 从而可以将延时器的延时控制在一个所需的范围内。当寄存器满后便会将编码对外输出, 同时输入端还是继续读入信号, 而输出的编码经过解码器后又换成音频信号, 从而得到一个可以延时信号。

1.3 带网络监测的音频切换器以及补乐机的选择

在播控系统中, 智能音频器占有十分重要的位置。由英夫美迪专门研发的IBS200音频切换器具有“四选一+本地垫乐”的音频设备, 例如IP技术、自动垫乐、自动报警切换器、模拟/数字双路由输出等, 这些设备都是广播电台网络化总控系统的重要组成部分, 同时也是信号的采集设备之一, 不仅具有三路数字音频输入, 而且还对Ether Audio网络接口, 从而有效的实现了Cobranet网络音频的输入, 既可以网络自动控制, 又可以版面操作。

1.4 音频工作站系统的选择

所谓的音频工作站系统主要在网络的基础上从节目的制作到播出阶段中各个方面的工作经过微机自动化从而进行音乐、电台节目等广播工作, 主要由服务器、储存系统同以及网络系统。

1) 双服务器。

双服务器又称之为音频服务器, 在整个音频工作站系统中占有重要的位置, 所以对其配置了主副两台服务器。通过服务器群集技术, 利用SCSI总线将双服务器和一个磁盘阵列柜有效的连接起来, 并且进行监听。

2) 磁盘阵列。

该广播电台采用的是来自于美国的IBM NETFINITY5100的阵列柜, 所谓的磁盘阵列柜其实质上就是一个专用嵌入式的计算机, 通过两个控制器的操作就可以对配置成冗余控制器。其中一个控制器可以利用坚实通道对其工作状态进行监督, 当发现其中存在着任何问题的时候, 另一个控制器便会做出立即接管的反映, 从而有效的提高了阵列系统的可靠性。

3) 网路结构。

在整个网路结构中, 整个系统使用的是百兆以太网, 它的功能主要是将广播电台的录制、播出、直播工作站等工作于贮备服务器有效的连接起来了, 从而形成了一个系统的局域网。

4) 声卡。

声卡是多媒体电脑设备中的重要组成部分, 是声波与数字信号之间实现有效转换的一种硬件设备, 其主要作用就是对专业音频的设备进行编制。声卡质量的高低直接对录制节目和播出节目的声音质量产生重要的影响。

5) 系统软件。

一定要选择安全性高、可靠性强, 具有很好稳定性的系统软件。该广播电台的服务器安装的是Windows Server2003gao高级版的操作系统, 其工作站采用的是Windows2000的专业版操作系统, 具有操作稳定、功能大的特点。

6) 校时系统。

为了保证每台计算机时间的精确性、音频系统与北京时间的一致性、录播节目与直播节目的有效衔接, 该广播太采用了GPS卫星授时, 主要是由GPS卫星校时接收器TVZ3100与一台服务器进行校时, 各个工作站通过以太网络与服务器校时, 从而使得整个系统的时间能够达到准确一致。

2 播控系统

该广播电台的播控系统如图2所示, 在直播室将AES/EBU输出信号演示后送到最终的音频智能切换器。在一般情况下, 音频智能切换器都是处于对备份信号进行自动切换的状态下。直播室输出信号经过相应的系统后送达音频发射台, 一旦直播室出现问题有以后, 音频智能切换器变换根据实际情况进行自动切换。当直播室和备播室在同时出现情以后, 音频智能切换器应该采用紧急备份补乐信号, 从而有效的保障了工作系统的安全性。

3 在数字化广播电台广播系统的设施过程中应该注意的问题

3.1 设备的安装

当数字设备的抗阻出现不匹配的时候, 便会引起反射, 从而对信号的传输质量产生影响, 因此必须要保证数字接口的标准统一。前后相连的设备输出输入应该在同名端进行连接, 不能相互交叉, 在播出系统中设置主播站和备播站, 以备不时之需。其中主播站应该采用以网络播放为主, 备播站应该以本地播盘为主, 从而使得无论是网络还是服务器出现问题都不会对电台节目的播出产生影响。

3.2 系统信号的屏蔽

数字化系统电子设备等都会通过对电网导线、空间辐射等迪欧音频设备的工作产生重要的影响, 因此需要对信号系统进行屏蔽。在屏蔽的过程中需要将屏蔽网与外部防护网进行有效的连接, 同时还需要进行科学合理的布线, 防止弱强电线电缆的相互影响, 而且还可以形成大的感应回路, 除此之外, 还可以降低各个接点的电阻。

3.3 播控机房的接地

播控机房就是电台所有信号的聚集地, 因此对于其的接地系统需要进行高度的重视, 播控机房接地质量的好坏直接决定着播出系统的技术功能。因此必须要使得设备机架、播出设备以及控制台的接地准确可靠, 将所有的设备接点都连接到一个主要的接地点上, 从而对每部分都有一个接地参考进行保证。

3.4 电源的安全性

保证电源的安全性是保障播出安全的有力条件, 广播电台可以采用UPS电源供电方式, 对工作站、交换机、阵列柜等进行供电, 为了能够有效防止断电、电压波动对系统的影响, 还需要从市电牵引出一条电源线以备不时之需, 每个机架的电源应该具有两路独立的供电源, 同时服务器。储存器、交换设备等应该配置冗余电源, 并相应的与两路电源进行连接, 从而保障节目的准时播出。

4 结论

广播电台数字化广播系统的设计和实施, 经过新设备和新技术的运用, 通过对整个系统的有效使用证明, 该广播电台从没有出现过故障, 使得节目播出质量在最大程度上得到了提高, 并且还相应的提高了节目的收视率, 获得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]沈文.德宏人民广播电台数字音频工作站系统升级改造[J].中国传媒科技, 2013 (4) :149-150.

[2]高远.江西人民广播电台数字化广播总控信号切换子系统的设计与实施[D].南昌大学, 2012.

医院数字监控系统设计方案 篇5

一、需求分析

数字报警监控系统已经广泛地应用于社会各行业的安全防范系统中，成为日益发展变化的生活、工作必备的安全基础设施。医院是关系到人们身心健康的重要机构，现代化的医院建设不仅代表医院的先进性和高档次的管理，更重要的是为医护人员和病人提供良好安全有序的医疗环境，促进整体医务水平的提高。

安防系统是医院建设的的重要组成部分，也是医院安全、智能化管理的体现，对于监督医疗水准，提高医务人员办公效率，保护医务人员的人身安全及医院财产，具有重要意义。

特别是大型医院以及专业型医院的特点是医疗设备贵重、流动人员杂、科室分工细、协同性工作多，设备、人员、药品和资料信息的管理繁琐重杂，一但管理不善出现疏漏，会造成不可估量的损失和后果。集成化的数字报警监控系统，为保障医院的安全提供了有效途径，同时也可大大提高医务管理水平。

另外，借助视频监控系统，还可实现“远程专家会诊”，危重患者探视等，方便医院科研教学治疗工作，有利于医疗纠纷的解决，给医患人员及家属也带来了更大的便利和实惠。

二、设计思路

按照目前大中型医院的规模，所需的监控点较多，为了能及时处理事件及履行专门的保安职责，整个系统设计为二级管理模式，即1个总控制中心和若干个分控制中心，级间通过网络互联，这样既减少布线，又能集成为一个统一的管理系统。

各监控区域的摄像机图像先通过同轴电缆传输到各分控制中心(保安值班室)，图像接入安装在分控中心内的EAVS数字网络报警视频服务器上，通过EAVS实现对重点出入口（部位）的图像记录、报警图像记录及网络传输等功能；同时各分控中心EAVS控制器都接入医院局域网络，矩阵的视频输出传输到总控中心，实现集中监控与管理。

此外，各分控中心监控系统通过计算机网络与门禁控制系统、周界报警、报警系统互联，实现联动控制，以形成一个完整的安全防范体系。

三、系统结构及功能

（1）闭路电视监控系统：

在围墙周界、门厅、手术室、收费处、药房、病房、重要出入口等地方安装摄像机，各摄像机采集的图像信号通过同轴视频电缆传送至各分控中心，通过EAVS数字网络报警视频服务器的客户端，直接将视频信号显示出来。保安值班人员通过视频监视，随时发现可疑的迹象，以便及时采取行动。而且在部分重点保护区域，可以自由设置摄像机24小时录像或定时录像，可以将重要的需要连续监视的画面（如收费处/药房/主手术室等）录制在磁带上，定期存档，以便在发生事故后重放，搜索事故线索。分控中心可以采用键盘操作进行视频切换及云台镜头控制等。

根据各分控中心监控点的数量分配数字网络报警视频服务器，供分控中心值班人员进行直接监视。

视频控制：在总控制中心设置一台主控制键盘，接入医院局域网，通过网络可控制摄像机图像的切换和云台/镜头，直接操作智能球的各项功能，如：选择预置点，运行预置点扫描，调用摄像机菜单等。

图像移动侦测报警：每路图像均可设置图像移动报警、录像，通过此功能，EAVS只录制动态图像，能够节约大量硬盘空间。

录像：可以根据需要选择不同的录像模式，如：连续录像，预报警录像、传感器录像，并可选择不同的时段进行布防/撤防。

网络传输：EAVS主机能透过医院综合布线网络，被接入医院局域网，网上被授权的管理人员能够调阅每台EAVS图像，并且能够控制摄像机镜头/云台，进行EAVS系统的参数设置等管理工作。

危重患者探视：危重患者由于要防止感染，客观上有不允许医护人员之外的人员进入，可让患者家属在显示终端上探视亲人的病情，缓解家属的焦虑，也提高了医院的医护水平。

3G手机在线视频浏览：EAVS数字网络报警视频服务器支持3G手机在线视频浏览，方便院方领导异地视频查询。

联动功能：所有视频监控设备均可以通过EAVS与相应区域的报警探测器、周界对射、门禁系统等进行联动。

视频会议：召开基于互联网或局域网的音视频会议。实现专家会议、会诊等。

（2）报警系统：

对医院的主要区域的出入口、电梯厅、控制中心、机房、收费处、药房、药库及贵重物品的库房等重要部位安装各种探测器等，由保安控制室统一监控。同时可与视频监控系统联动，使值班人员能及时、准确地获得发生事故的信息和相关图像。

按照各个分控中心的控制范围，各报警设备均可以自由接入所在区域的EAVS数字网络报警视频服务器，形成单个区域内的报警监控及紧急求助系统。

通过数字网络报警视频服务器，能够接入多种报警信号，包括烟感、红外探测和其他各种报警设备。

当监视区域有异常变化时（异常条件由用户根据不同情况设置），如有人闯入，则在监控中心主机上会及时以声像报警，并可控制外接警报器报警，控制现场设备提出警告，还可触发录像，将监控现场此后的情景记录在案。可自动拨叫已设定的多个电话号码（如值班室），向对方以语音报警，语音内容可以录制、编辑。

EAVS数字网络报警视频服务器定期巡视一次与之连接的摄像机和各种报警设备等，发现线路被切断，向监控中心发出报警，直到管理员做出处理。同时在报警信息日志上做出记录。

（3）周界报警系统：

周界报警系统由前端智能总线对射、摄像机、报警视频控制主机、接警管理中心构成报警网络结构。当发生非法翻越时，探测器可立即将警情由该级总线传送到分控中心，并同时联动电视监控设备对警情发生区域进行监控录像。分控中心通过医院局域网，将信息传送至总控中心，总控中心将在电子地图上显示警情区域及警情类型，并通过现场及时录像判断警情的具体情况，以利于保安人员及时准确地处理警情。

FOCUS周界防范系统具备完善的安全防范功能，其体现如下：

周界探测器类型多样，满足全面设防的需求，根据不同环境的需要选择合适的探测器，消除盲区和死角。

周界探测器具备智能雨雾识别功能，根据环境的变化自动调节工作状态，抗干扰能力强。

数码八段变频，状态实时报告等功能，能有效防止人为暴力破坏探测器及自然环境导致探测器不能正常工作的情况发生。

与监控系统联动，报警时，警情发生区域的图像自动在监控中心监视器中弹出。报警中心警情信息时间、类型等均可打印。

（4）分控中心

分控中心设置在各个独立的管理或办公区域，配置1台高性能服务器，1台EAVS数字网络报警视频服务器。服务器安装分控客户端管理软件，实现分控区各监控点及报警设备信息的实时查看、存储和转发，并能实现前端监控设备云台控制等。（5）总控中心

一个数字发行系统的设计 篇6

相对于存在了千年的纸质出版物产业链而言，现在的数字产业链缺少的不仅仅是数字发行这个关键环节，而且没有确定各个环节之间的利益分配。由此，造成了出版社或手持内容观望,或自行贴牌电子书,或接受电信的霸王分成协议等乱象。

为此，我们提出一个开放的数字发行系统的设计，期望能够以此促进行业对数字发行重要性的认识，并有企业能够运用这种商业模式和技术。

一、数字发行标准

标准的制定一向是落后于实践。但是每每标准的滞后对整个行业的负面影响是深远的。中国的出版发行行业是典型的标准滞后、有标准而不执行的行业。究其原因是因为这个行业是文科出身，缺少理科应有的严谨。数字时代的出版发行显然是在理科和技术基础上的文化产业，因此有必要先总结经验，并合理设计一个标准和规范。

《数字发行信息交换标准（建议稿）》（以下简称《标准》）是我们提出一个结合传统发行经验，并结合国际通行的数字交换标准，以及数字发行的特点提出的一个标准建议。这个标准建议尝试规范数字出版物流通信息交换内容和使用格式，使数字出版物的流通信息能够在不同主体和不同系统之间进行交换和共享。

1．数字对象标识符

数字对象唯一标识符（Digital Object Unique Identifier）简称DOI，是国外的数字文献生产商较早采用唯一标识符来标识其出版的电子文献。早在1998年美国出版协会（简称AAP）创立了非盈利性组织IDF，并在CNRI的配合下，制定了DOI标准和相应的解析系统。目前许多国外大型出版商大多使用DOI对数字资源进行标识，形成了比较完整的命名、申请、注册、变更等管理机制。

DOI的特点是具备标识数字对象的唯一性、永久性，并且兼容现有的标识符，例如国际标准书号ISBN，国际标准刊号ISSN等，因此非常适合作为数字发行系统的标识符系统。

2．数字出版物流通信息

数字出版物流通信息是指在数字出版物转移至消费者过程中，供应链企业间业务活动须共享和交换的信息。根据其流通的方向和必须包含的内容，分为以下几个信息类型：

①数字出版物信息

数字出版物信息类似于传统出版物信息，描述了数字出版物的基本特征，其中包括DOI、数字出版物名称等关键性数据元素。这个信息主要用于数字出版物的展示、数字出版物目录列表、数字交换数据中DOI信息检索等重要数据共享和交换。

②数字出版物目录信息

数字出版物目录信息是供应链企业间可供货的数字出版物的目录信息。其中包括每个可供数字出版物的信息。这个消息主要用于数字发行企业给数字零售企业提供可供目录，以及数字零售企业为最终用户提供可供目录。

③消费请求信息

消费请求信息是数字化传输特有的信息，是终端客户发出的数字出版物消费请求的信息。该信息包括所请求的DOI、请求时间、终端型号、终端设备号（例如，手机号码）、接受的加密解密格式等。

④消费授权信息

是指数字发行平台收到数字零售企业转发的消费请求后，即零售企业对用户的认证（包括使用许可、付费完成等）后，以及发行平台对零售企业的认证（包括零售许可、信用检查等）后，发送给零售企业的授权信息。这个消息里包括唯一的授权码、相应可能需要的解密密钥等数据要素。

⑤消费完成信息

消费完成信息，终端销售环节完成数字出版物向客户发送的信息。具体指客户下载完成，并开始消费时发送的信息。数据要素包括DOI、消费时间、所用的授权码等。

⑥发行结算信息

与上述其他信息属于原始信息不同，发行结算信息是基于原始信息上归纳的统计信息，主要用于发行企业和零售企业，以及发行企业和出版企业进行结算所需的数据要素集合。

⑦发行统计信息

是以统计为目的的，供应链企业间某时间段内数字出版物发行的汇总信息。

二、数字发行系统

本文提到的数字发行系统的研究目的,是探索在数字出版时代发行和流通方式的转型，包括按需印刷、网上阅读、手机阅读等各种商业发行模式的尝试，并且解决数字出版在各个发行流通环节和渠道中的一些关键性发行标准和技术，包括数字出版物发行过程中的数字对象的跟踪；数字化交易的完整记录，以及这个记录的标准化和快速处理技术；基于数字化交易记录，在不同商业逻辑情况下的计费和结算；建立电信级数字化交易处理技术等。

本系统的创新点在于：一、技术解决方案的出发角度是发行商而不是出版商；二、迄今未有此类相关数字化发行技术的研究与应用的报道；三、技术的关键性在于解决数字化发行商业化运作的可能性。

系统基于DOI的概念，进行数字出版物发行信息的标准和技术设计，符合计费、统计、跟踪等各类需求，这个系统分为三个模块，发行模块、计费模块，以及统计模块。

系统采用B/S架构，开发涉及的硬件包括中高端服务器和数据存储设备，以及相应的数据备份系统。客户端方面涉及可以运行网络浏览器的个人台式计算机、便携式计算机或其他移动计算设备。软件系统开发的操作系统为 Linux 2.6.22，软件开发相关的支持软件为 Apache 2.2.4，PHP 5.2.3，MySQL 5.0.45。服务器软件可以跨操作系统运行，基本要求为系统支持 PHP 5+ 和 MySQL4+。客户端软件需求为支持JAVSCRIPT和CSS2的浏览器。

整个平台架构如下：

1．发行模块

发行模块的技术设计借鉴了现有的数据包传输解决方案的经验，二维码的设计思路，以及数据传输协议XML的封装特点等，并且基于《标准》的规范。

具体实现的功能包括：

数字出版物数据库：按《标准》设立的数字出版物的数据库，建立了出版物数据、交换信息数据、发行信息数据等多个数据表格。数据库的表格格式和表格关系进行了优化，使相关的技术指标，即存储容量、发行每秒并发数、数据挖掘统计能力等达到电信运营级指标的要求。

数字出版物的管理：实现了最新数字出版物信息的添加、数字出版物信息的修改、数字出版物相关联出版物的管理（比如章节等）、不同数字出版物（图书、音像）的管理和发行、数字出版物内容的上传和管理、数字出版物的搜索等功能。

数字零售商的管理：包括零售商信息的添加和管理、零售商权限的管理等功能。

2．计费模块

计费模块是基于发行模块的原始发行信息开发出的能够读取和处理数字化的发行信息，并且根据实际的商业逻辑（例如，不同的费用分成方式）进行快速计费，以满足数字出版物发行中各方（出版方、运营方、渠道方）实际要求的技术实现。这个模块的技术实现借鉴了电信计费的技术方案，做到支持大交易量、支持各种分成模式、支持各种市场推广（例如打包促销等）。

3．统计模块

统计模块是在数字发行积累的大量交易数据上，运用先进的数据库技术对超大交易量的发行信息进行统计、数据挖掘和商业智能的技术实现。主要集中于如何应用各种商业智能把庞大的交易数据进行处理，提炼出符合行业监管要求、出版单位统计要求、行业研究要求等高价值的信息。

矿用数字广播系统设计 篇7

目前,国内煤矿井下广播系统一般沿用传统的模拟音频传输方式,这种系统的实时性和语音质量较好,但存在灵活性差、占用资源多、语音通信范围小等缺点[1,2,3,4]。随着煤矿信息化建设和井下综合业务数字网的发展,迫切需要将数字广播系统应用于煤矿井下,实现日常广播、呼叫等基本功能,同时实现对广播时间、广播巷道及广播内容等的选择。鉴此,本文提出一种矿用数字广播系统设计方案,该系统充分利用了煤矿已有的网络平台,每个音频终端都具有独立的 IP 地址,可进行分组广播和定点广播,具有使用方便、传输距离不受限制、便于扩展升级等特点[5]。

1 系统总体设计

矿用数字广播系统结构如图1所示。井上主机作为控制中心,实现对整个系统的日常管理及异常报警功能,负责发送各种控制命令,包括音频终端设备的搜索及分组命令,音频广播、组播、单播、定时播放以及MIC语音输入等命令。音频终端相当于一台功能丰富的PC,具有自己独立的介质访问控制层(MAC)地址,采用DSP+网络芯片结构及TCP/IP协议;它接收来自控制中心的信号并进行播放,同时提供麦克风,实现与主机的对话。

2 音频终端设计

音频终端结构如图2所示。控制器采用TI公司的TMS320VC5402PEG100芯片,负责接收、处理、发送信息,并协调各模块之间的工作关系。以太网控制芯片采用RTL8019AS芯片,该芯片集成了IEEE 802.3协议标准的介质访问控制层和物理层的性能,可以方便地与微处理器连接。为了增强系统抗干扰性,提高数据的有效传输率,在RTL8019AS和接口间增加了网络变压器20F001N。MP3解码单元采用STA013解码芯片。

音频采集单元采用TLV320AIC23进行数据的AD和DA转换,电路如图3所示。TLV320AIC23的模拟接口处内置了音频前置放大器,并集成了取样数字内插滤波器,因此,电路中减少了语音放大部分的设计,直接将语音信号输入模拟端。

3 系统软件设计

为完成上位机的数据请求,需要编写网关程序,其流程如图4所示。首先通过socket编程监听上位机;当收到连接请求时,验证IP地址的正确性,接收上位机发送的数据请求命令,并将数据传送给处理器,同时准备接收语音采集模块传送过来的数据包,处理后发送给上位机。

4 结语

矿用数字广播系统将音频终端接入工业以太网,实现了分组和定点广播,解决了井下的单播、组播问题,对井下巷道的安全生产和信息化建设具有一定的实际意义。

参考文献

[1]丁延龙.矿井灾害事故避灾系统研究[D].阜新:辽宁工程技术大学,2007.

[2]张艳.我国煤矿事故多发原因及对策探讨[J].矿业安全与环保,2008,35(增刊1):99-101.

[3]崔兆华.2001—2008年我国煤矿瓦斯事故统计及原因分析[J].科技情报开发与经济,2009,19(21):139-141.

[4]杨然,门汝静.国外应急通信历经考验走向成熟[J].世界电信,2008(6):16-20.

[5]陈洪光,林嘉宇,易波.数字音频压缩技术研究[J].通信技术,2000(2):68-71.

矿用数字广播系统设计 篇8

广播系统已经越来越多地应用到现代化矿井中,成为不可或缺的基础设施。目前,国内煤矿井下广播系统多采用传统的模拟音频方式。采用模拟信道传输音频信号,存在传输距离短、抗干扰能力差、需要单独铺设线路等缺点。如果要对广播的方式,如广播的时间、对象和内容进行控制,控制信号也必须通过另外的控制线来传送[1],而且传统的广播系统只能进行全网语音广播[2]。随着计算机技术的快速发展,煤矿工业以太网的成熟应用,数字广播必将成为大势所趋。

针对模拟音频广播方式存在的缺点,笔者设计了一套矿用数字广播系统,该系统基于计算机、网络、音频流、视频解码等技术,不但改变了传统模拟音频广播的不足,而且可充分利用已有的网络平台资源实现真正意义上的“零布线”设计,同时采用数字信号传输,传输过程不会引入噪音信号,可实现远距离、高品质广播服务。由于每台终端相当于一台可扩展功能的PC,都具有独立的IP地址,可进行分组和定点广播,广播内容也不只限于音频信号,还可通过软件的扩展实现功能丰富的文字、图像、视频广播、互动服务及远程管理和远程监控,与环境监控系统和预警系统结合还可实现联动报警等功能。

1 系统结构

矿用数字广播系统主要由多媒体数据服务器、防爆显示屏(终端)、信息传输平台、终端供电设备4个部分组成,如图1所示。

系统控制室需要设置2台多媒体数据服务器,一主一备,通过运行双机容错软件,确保系统连续、稳定运行。

(1)多媒体数据服务器

多媒体数据服务器是一台安装有远程多媒体管理系统的高性能PC,除采集、编辑和发送节目源外,还具备远程监测、监控防爆显示屏工作状态,实现对整个系统的日常管理、故障诊断和异常告警功能。

(2)防爆显示屏

防爆显示屏是终端显示装备,相当于一台具有丰富功能的多媒体PC。具有自己独立的MAC地址,采用TCP/IP协议通信,接收来自服务器的数字信号并还原为文字或音频信号在分组区域进行广播,也可循环播放本地宣教视频广播,同时提供人机对话接口,实现本地音、视频编辑功能。

(3)信息传输平台

信息传输平台是系统进行实时消息发布的通道。系统提供工业以太网或总线传输方式,用户可以根据需要进行选择。

(4)终端供电设备

终端供电设备为防爆显示屏供电,具有后备电源功能,在交流电停止时能够提供至少2 h的供电。

2 系统主要功能

矿用数字广播系统主要用来提供文字、语音或视频信号播放,作为固定电话的补充,在矿井出现灾害时及时通知人员撤离,主要功能如下:

(1)日常广播

需要广播的文字可以滚动播出,播放时不终止终端正在进行的其它服务,如背景音乐的播放,宣传教育视频的播放或正在进行的人机交互。播放内容可以是通知、新闻、天气等信息。

(2)紧急广播

紧急广播具有最高优先权,可随时终止终端的一切服务进行语音播报。紧急广播根据实际情况可选择2种播报方式:第一种,通过直接喊话的方式进行紧急广播,使用麦克风向现场发送指令,指挥现场人员行动。该方式适合针对特定区域和全网的紧急广播。第二种,采用文语广播方式进行紧急广播,工作方式为多媒体数据服务器分区编辑文字信息传送到终端,终端使用TTS文语转换技术将本区域接收到的文字告警信息转换成语音进行循环播放。文语广播与语音广播相比,优点在于可分区、循环播报不同的告警信息,传送的数据量小、占用网络资源更少。该方式更适合不具备宽带传输条件或实现不同内容的分区广播。

(3)多媒体音、视频自动播放功能

系统可按照终端预置的播放列表,自动、循环播放或停止播放存储在终端音视频数据库中的多媒体信息。播放器支持多种流媒体文件格式,如WMV、MP3、MP4、AVI、MOV、3GP、RAM、RMVB、MPG、MPEG以及当前普遍应用的FLASH等格式,节目源选择范围比较广泛。播放的信息可以是背景音乐,也可是具有安全教育意义或进行政策宣贯的短片视频。

(4)音量自动调节功能

系统提供远程音量调节和本地音量调节功能,以满足不同环境、不同情况下的特殊需求。如紧急广播时,远程多媒体系统下发音量紧急调节指令将终端音量调节到最大,撤销紧急音量调节指令时音量恢复到终端播报的正常状态。终端音量也可本地调节,因安装位置不同,可根据环境状况选择最佳收听音量,以提升视、听舒适度。

(5)语音广播录音、文字广播实时存储功能

系统可将调度员的语音广播形成录音文件,并进行日志存储,文字广播直接存入数据库,以便查询和管理。

(6)远程管理、实时监控、故障检测功能

终端防爆显示屏能通过网络连接到服务器,服务器能够对添加到配置管理的所有终端的运行状态进行实时监控,一旦发现终端运行异常马上发出告警信息,通知工作人员及时进行异常处理,避免影响正常广播。

(7)与监测监控系统、预警系统实现联动报警

多媒体数据服务器实时读取关联系统的报警及预警信息,并自动将告警信息以文字广播的形式向全网进行实时滚动广播,一旦发生紧急情况,井下人员可第一时间进行安全、有效撤离。

3 系统软硬件设计

3.1 软件设计

系统软件包括嵌入防爆显示屏的视频播放软件及运行于远程多媒体服务器的远程管理软件2个部分。软件基于.NET平台,使用C#语言开发,采用模块化编程思想,使软件具备良好的扩展性。系统软件结构如图2所示。

(1)视频播放软件

防爆显示屏上电自启动视频播放软件。软件前台线程自动循环播放本地存储器上的音、视频文件,后台线程实时监听远程多媒体数据服务器下发指令,如日常广播、紧急广播、音量调节等。当接收到紧急广播命令时,将停止所有与本地用户的交互式服务,并启动顺序流式[4]信息接收模块,接收音频数据流存于缓存。在接收的同时程序将存放到缓存的语音信息送扬声器进行广播。

视频播放软件除具备音频流式文件接收和播放功能外,还具备多种音、视频编、解码功能,支持主流音、视频格式文件的存储和播放[5],音视频解码及播放流程如图3所示。

(2)远程管理软件

远程管理软件具备设备管理功能、用户权限管理功能、音视频文件管理功能,同时软件通过总线方式或宽带方式可实现远程终端设备运行状态的实时监控、音频或文字信号采集、编码、压缩并以IP数据包形式下发到终端显示装置实现分组或全网广播。远程管理软件运行界面如图4所示。

3.2 硬件设计

系统硬件设计主要包含防爆显示屏(终端)和终端供电设备的设计。

(1)防爆显示屏设计

防爆显示屏作为显示终端,一般放置在井下,主要由基于嵌入式PC主板、配置网口、USB接口、串口、音、视频接口、液晶显示屏、外围存储器、红外遥控等组成,其屏外观如图5所示。

显示屏属于隔爆设备,设计时应严格按照GB3836相关要求进行,主要从整机散热、防护等级、密封方式、引线及固定方式等方面考虑。

(2)供电设备

供电设备为隔爆兼本质安全型,主要为防爆显示屏供电,需要提供2路5 V和2路12 V电压。2路5 V电压为液晶显示屏和通信板供电,2路12 V电压为扩音喇叭和多媒体驱动电路供电。电源变压器支持127 V、660 V两路交流输入,电源设计具备后备电源功能,当交流电停电情况下,自动切换到直流供电,并支持显示终端连续工作2 h以上。电源工作原理如图6所示。

4 结语

介绍了一种新型的矿用隔爆兼本质安全型数字广播系统的设计。该系统能提供高品质语音服务和丰富的音视频服务和互动功能;在灾害发生时可以实现全网广播方式告警、以分组广播方式指导不同区域的人员按最佳避灾线路逃生,是应急救援的有效工具。日常管理时,该系统可循环播放音乐、新闻、天气、安全宣传教育视频,是精神文明建设新阵地。目前,通过实验室长期测试及运行表明,该系统具有稳定、可靠,远距离音频广播声音滞后不明显等性能,音、视频播放流畅,操作简单人性化,能够满足煤矿现场实际需要。为了更好地实现多网合一,为煤矿企业服务,在音、视频技术较成熟的当下,接下来需要更多地考虑如何分组划分广播区域、设计区域节目源、设计区域避灾线路图等,使整个系统能充分发挥自己的作用,成为企业宣传、教育的阵地和工具,使之成为信息化、数字化矿山建设中的又一新亮点。

参考文献

[1]张起贵.基于以太网的可寻址广播系统的设计[J].科技情报开发与经济,2006,16(16):220-221.

[2]殷康启,曹轶云.数字IP网络广播系统在某公安学校模拟街区的应用[J].通讯与广播电视,2009(3):16-20.

[3]谢安.一种新型矿井广播电话系统的研究[J].科技信息,2010(28):130-131.

[4]逄栋,姜昌金.流媒体技术及其开发方法[J].计算机技术与发展,2006,16(2):145-147.

数字化广播系统设计 篇9

关键词：网球中心,数字化,广播系统,音频网络,设计思路

1 项目背景

北京奥林匹克公园网球中心作为2008年第29届北京奥运会的网球比赛场地,位于北京奥林匹克公园内、北五环路和国际区之间;北邻北五环路,东临北辰西路,西临白庙村路,南侧为规划建设的奥林匹克公园射箭场。

建筑类别为甲级体育建筑,总建筑面积:26514 m2。

网球中心共设置16块标准场地,其中中心赛场为10378座,1#赛场4146座,2号赛场2167座,以及7片200座预赛场,6片练习场。

中心赛场与1#赛场联合设计,称为一号平台,首层为各种功能用房,包括媒体、贵宾、技术官员、运动员以及场馆运营用房等;6m标高平面为观众广场,包括观众卫生间、观众医疗点等部分辅助用房。

2#赛场位于三号平台,首层包括少量的辅助用房、设备用房,3m标高包括观众卫生间、观众医疗点等部分辅助用房。

预赛场地位于二号平台,首层主要为通道,包括运动员卫生间、设备及房等部分辅助用房。图1为网球中心区域总图。

网球中心在功能上将满足第29届奥运会和世界单项比赛的要求,并在设计上充分考虑赛后营运的灵活性,使其成为北京市文化活动中心及群众健身中心,目前已经被确定为中网比赛的主场地。

网球中心地理位置分散,从西到东距离达600m,区域较广,如果采用传统的模拟矩阵的公共广播系统,无法解决场馆末端扬声器线路超长问题,难以保证不同平台比赛场地广播系统的互联互通。

近年来,随着大型公建项目的不断涌现,数字广播系统以其在易于管理、分区灵活、远距传输性、可拓展性等诸多方面的优势,逐渐被人们所接受,数字化广播系统被广泛应用于大型机场航站楼、大型体育场馆建筑群、超高层公共建筑等。网球中心的广播系统也采用数字化公共广播系统。

2 整体设计思想

对于大型体育场馆的室内室外背景音乐广播系统来说,不仅要涉及复杂和庞大的音频线铺设,而且也要考虑与第三方系统(安防系统等)配合等诸多问题,如果使用传统模拟音频控制设备和传输设备不但线材铺设耗费大而且音频控制难以智能化、操作难以简便化以及总控制机房传送音频信号给分机房(分弱电间)时,音频传送过程中音频信号衰减大、易受干扰等因素是整个广播设计不得不考虑的问题。综合以上这几点考虑,我们设计的整体思想体现三网合一的设计理念:网络化管理、网络化控制与网络化扩展。整个音频系统依托于架构在体育场馆内的专用控制以太网中,从音频信号的控制与传输通过千兆主干网光纤传送给各个分机房(弱电间),在音频传输过程中遵循Cobra Net协议,保证所传输的音频数据流为实时无压缩信号,避免使用传统模拟系统时不利因素。如图2表示系统的网络架构。

3 网球中心公共广播系统的规划设计

网球中心分为一号平台、二号平台、三号平台。中心赛场及一号赛场位于一号平台;预选赛场位于二号平台;二号赛场位于三号平台。三个平台从西到东连续平滑过渡,广播系统将三个主赛场、预选赛场以及网球中心室外平台周界作为整体考虑,设置了一套统一控制的数字化网络化广播系统,很好地满足了奥运比赛的功能需求。

网球中心的音频广播系统采用基于Cobra Net网络音频传输协议,利用100M以太网进行音频信号的传输,以媒体矩阵主机为音频处理核心的全数字化的音频广播系统。

整个系统的网络架构遵循星型网络拓扑结构网,保证网络中的Cobra Net设备的数据传输同步。

通过网球中心的控制网络平台实现各个赛场及周界室外的音频互传以及音频共享。在一号平台的消防控制中心可以对整个网球中心的公共广播系统进行统一编程及调度控制切换。

公共广播系统应为场馆的竞赛信息广播和应急广播服务。公共广播系统除起到宣传、通知、寻人、紧急情况下的疏散等作用外,还可以用来播放背景音乐。

公共广播系统的用户分路应由场馆功能分区、场馆防火分区、竞赛信息广播分区、应急广播控制、广播线路路由等因素确定。广播分区主要细分为:新闻媒体区、各出入口、观众区、贵宾官员区、运动员裁判员区、竞赛管理区等。

广播系统采用Peavey Nion3媒体矩阵主机和CAB 8I/8O数字接口机作为系统控制的主要组成部分,媒体矩阵主机作为音频系统的控制核心放置在总控制机房,各个数字接口机放置在各自的弱电机房中,通过光纤把它们有机的联系在一起。各个弱电机房中放置相应的功放负责所辖区域广播工作,同时作为整个系统的终端机房也可经过输入接口机把本地的预留输入音频信号传送到总控制机房、由总控制机房分配到其他相应区域。在每个弱电机房配置终端遥控电脑,通过场馆内架构的以太网络登陆主控制室的Nion3主机进行控制,同时为了保证主控制室控制的绝对权限,可以对每个弱电机房的远程控制电脑登陆进行不同的界面划分。这种划分不仅是在功能上的限制,而且是在权限上的限制。

整个操作由Nion3媒体矩阵主机将音频信号分配和路由至相应的弱电机房,由在弱电机房中的接口机接收音频信号后输出给相应的功放,然后由功放推动相应的音箱回路进行广播工作。每个音箱回路都可以进行独立操作,如进行哑音、增益调整等。在Nion3媒体矩阵主机中提供实时操控界面,操作人员根据操控界面上的各类指示进行有序的操作,如:进行不同音源的路由选择;不同区域内接口机电平表指示状态的监视;把音源的信号输送到任一分区的任一回路等。并且可通过内部Python语言编译器进行编程操作,扩充本机的功能。我们可以根据一系列的操作来监控各个接口的状态工作,一旦接口机工作出现异常,可以迅速的通知操作人员进行检修处理。

作为整个系统控制灵魂的Nion3矩阵主机,不仅可以和消防报警控制平台进行连接,接收消防控制平台触发信号,把普通背景广播模式瞬间变为消防紧急广播模式,根据内录语言疏导信号指挥各个分区人员进行有序的疏散;还可在总控制机房内设置一只紧急呼叫话筒,当遇到特殊情况时启动紧急话筒广播模式,进行全场广播或者是对相应区域进行广播,便于操作人员灵活指挥。为了使用上的灵活考虑,在设计时我们在每个弱电机房也设置了紧急话筒预留接口,通过远程控制电脑登陆Nion3主机控制界面相应内容选项,点击相应按键即可。一般情况下本区域紧急话筒只对本区域进行广播,如果进行全场广播必须得到主控制机房的许可(权限许可),这也是整个系统智能控制的体现。

对于本系统的网络架构采取星型拓扑结构,在主控制机房设置主交换机,各个弱电机房设置终端交换机,通过光纤与分布在不同区域的交换机上的光模块相连,然后Nion3主机和各接口机再与相应的交换机相连,形成在物理意义上的网络配置。同时作为整个系统扩展性来说,由于各个节点都以网络星型拓扑为基础,各个节点的增加不改变原有系统的结构,所以对于整个场馆系统为今后的扩充提供极大的方便,也体现了网络化扩展的先进性。

NIon3音频操作系统对于传统模拟系统的超越就如同计算机操作系统DOS到Windows系统的飞跃,不仅能够完成音频整个操作,并且能够完成多功能逻辑工作,为整个系统满足多种需要提供坚实的保障。图3为媒体矩阵的操作管理界面。

4 广播系统的音频网络性能分析

系统采用Cobra Net音频网络来进行音频的传输。Cobra Net是建立在以太网的基础之上的,它通过普通的网线就能传输128路的音频信号。数字信号的抗干扰性要比模拟信号的抗干扰性强,能减少在传输过程中噪声对系统广播的影响;在采用网线传输音频时,能减少线路的连接、减少系统的复杂性,使系统非常容易维护。

Cobra Net是综合硬件、软件和通信协议为一体的网络音频实时传输技术。它研究的目的就是在高速发展的网络平台上找到一种实时的、短延时的专业音频数据传输的方法,这也是将来专业音频领域发展的重要方向之一。通过该协议可以使音频信号和控制信号在以太网上传输,为保证声音的质量,音频信号的采样频率为48k Hz,量化为20bit或24bit。

由于Cobra Net传输的信号是实时无压缩的,所以音频信号所占的带宽比较大,其计算方法如下:每个Cobra Net的音频通道的数据量是48k Hz×20Bit=0.96MBit/s,再加上通道的控制数据和其它公共数据,一个通道音频数据量大约是1.2 Mbps。使得每个Bundle(包含8个音频通道)的实际数据流接近10MBit/s左右,而我们使用100M快速以太网交换机时,每个端口最大吞吐量为单向8个Bundle,也就是占用100M以太网带宽的80M的带宽,再加上考虑到Cobra Net音频传输的稳定性,一般使用至少100M以太网才可以进行Cobra Net音频数据的传输。

由于音频信号所占的带宽比较大,主干线上的VLAN划分必须保证100M的带宽,在整个网络中还存在TCP/IP的控制信号,当Cobra Net信号和TCP/IP信号共同存在一个网络时,就需要将两种信号区分开,以防止在系统中出现网络堵塞而影响音频信号的传输。当使用支持VLAN的交换机时,通过对交换机的操作把以上两种信号划分开,从而使两种信号同时在一个网络中传输而不互相影响。

5 结束语

数字化语音存储与回放系统设计 篇10

关键词：数字化语音存储与回放系统设计,单片机,系统方案,硬件设计,软件设计

引言:在电子与信息处理的使用中, 已采用数字化语音存储与回放系统完全代替了传统的磁带语音录放系统, 它体积小巧、功耗低, 主要以对语音的录音与放音的数字控制为基本原理, 其主要技术在于:采用了非失真压缩算法对语音信号进行压缩后再存储, 不仅增加了语音存储时间, 同时也提高了存储器的利用率, 从而确保了语音回放的可靠质量。

一、系统方案

语音芯片的种类虽多, 但有的缺乏灵活性, 难以满足不同场合的需要。为此, 可使用微处理器控制的语音数字化存储与回放系统。系统采用高速LinCMOS8位模数转换器TLC0820AC完成语音信息的采集, 用两片静态RAM628128作片外数据存储器, 用以存放语音信息, DAC0832完成语音回放。该系统对语音信号的采样频率为8/4kHz, 能对语音进行压缩, 回放音质较好, 其结构原理如图1所示。

语音信号经放大滤波后, 送入A/D进行模数转换。转换后的数字化语音信号, 通过单片机的控制写入片外数据存储器, 完成语音数字化存储。回放时, 单片机从数据存储器中将数据读出, 送入并行D/A转换器, 进行数模转换, 转换后的模拟信号经滤波、功率放大后, 实现语音回放。

二、硬件设计

2.1单片机系统控制电路

本系统主要由8031、ADC0808、DAC0832、8255及RAM62256组成, 其中ADC0808、DAC0832及8255的片选信号由8031的高位地址经74LS138译码所得。在电路中利用8255进行数字存储器的扩展, 其中PB, PC用于扩展地址, PA用于扩展数据。

2.2 A/D电路

A/D电路由模拟语音信号处理电路及A/D转换电路组成。其工作原理如图2。

整个模拟语音信号输入处理电路, 包括:前置放大器、带通滤波器及电平范围调整电路。一般麦克风输出电平为几十毫伏, 经增益约为46 dB的前置放大器A1放大至1 V左右的范围, 以便推动后级电路。带通滤波器的通带为300~3 400 Hz, 系统的采样频率定为8 kHz, 即每秒钟采样8 000点语音数据, 每一点数据以一个字节表示。电平范围调整电路是将原先双极性的语音信号转换到0~5V的范围, 以满足ADC0808对接口信号的要求。

2.3 D/A电路

图3为D/A转换的工作原理图。D/A芯片DAC0832是8位双极性电流驱动的数模转换器。

由于所要转换输出的信号为语音信号, 其本身是双极性的信号, 因此对杂音的处理尤其重要。在无信号输出时, 希望其输出对地是零电位, 因此应用两组运算放大器作为电流到电压的转换器, 完成双极性控制的目的。数字信号经D/A转换、双极性电流至电压变换后已成为模拟语音信号, 经带通滤波器再送往音频功率放大器, 做适当的功率提升而推动喇叭。

2.4带通滤波器设计

为了滤除不必要的干扰及杂波, 系统前向通道和后向通道中各设计了一个通带为300 Hz~3 400 Hz的带通滤波器。此带通滤波器由一个低通滤波器和一个高通滤波器串联而成。其中低通滤波器上限频率为3 400 Hz, 高通滤波器下限频率为300 Hz, 电路如图4所示, 其中A1构成低通滤波器, A2构成高通滤波器。如选R1=R2, C1=C2, R5=R6, C3=C4, 则有:fH=1/ (2πR1C1) 、fL=1/ (2πR5C3) , 故很易选定各参数值[2]。

三、软件设计

3.1总体程序设计

系统程序由三部分组成, 即主程序、键盘中断处理程序和系统定时器中断处理程序。各部分程序功能如下所述:

1) 主程序

程序中将程序运行状态分为四种, 即F R E E (空闲态) 、RECORD (录音) 、PLAY (回放) 、ALARM (录音完毕报警) 。在主程序中仅依靠当前状态设置各LED的亮或灭, 以指示当前工作状态。

2) 键盘中断处理程序

键盘中断处理程序框图如图5。若“录音”键按下, 则设置当前状态为“RECORD”, 若“放音”键按下, 则设置当前状态为“PLAY”。

3) 定时器中断处理程序

由定时器产生定时中断, 定时时间为0.125 ms。在程序中对应于当前不同的工作状态做相应的处理。

3.2数字滤波程序

输入A/D转换器的信号虽然经过带通滤波器滤波, 但由于ADC0808进行A/D转换时, 末位数据会有跳变, 故产生了高频信号, 因此要进行数字滤波。数字滤波方法主要有算术平均值滤波、加权平均值滤波、滑动平均值滤波等[3]。其中算术平均值滤波和加权平均值滤波都要采样多个数据, 然后求算术平均值或加权平均值, 但由于必须采样多次, 故检测速度较慢, 所以采用滑动平均值滤波。其算法为:先在存储器RAM中建立一个数据缓冲区, 依次存放8个数据, 每采进一个新数据, 就将最早采集的那个数据丢掉, 而后求包括新数据在内的8个数据的算术平均值。这样每进行一次采样, 即可算出一个新平均值, 大大增加了数据处理的速度。其具体程序流程, 这里就不再赘述。

3.3语音压缩与解压

由于数字语音信号数据庞大, 10s语音信号数据即需80K存储器, 为了提高存储器的利用率, 必须进行数据压缩。数据压缩算法可分为失真压缩算法和非失真压缩算法。失真压缩算法一般是对信号进行付立叶变换, 然后抽取有用频率分量, 解压时进行反变换, 从而恢复有用信号, 采用此种压缩算法压缩量较大, 但本系统却不宜采用, 主要原因有两点: (1) 语音信号频带较窄, 采用付氏变换会丢失部分有用频率分量, 从而引起失真。 (2) 付氏变换运算量庞大, 8位单片机很难应付。所以采用非失真压缩算法。其具体算法为:当有两个以上连续相等的数据时, 可以用三个字节表示, 即前两个字节相等表示被压缩的数据值, 后一个字节表示重复的次数。由于语音信号自身的特点, 即冗余度大, 这就为此种压缩提供了可能。同样, 在解压时, 程序读入数据流, 当遇到两个相等数据时则重复此数, 重复次数由后一个数据决定。

四、总结

本系统完成了语音拾取、数字化存储及回放功能。对300Hz~3.4kHz范围内音频信号进行存储和回放, 低频段效果较好, 高频段稍次。如果提高采样频率, 高频段音质可得到改善。带通滤波器矩形系数稍差。如果采用高阶 (如四阶或六阶) 带通滤波器, 噪音会减少, 信噪比能得以改善。同时, 系统电路简单, 程序简洁。采用闪速存储器保存语音数据, 即使断电数据仍不失, 所以保存数据安全可靠。若在软件中增加数据压缩算法, 可节省存储空间, 是一种实用的电路方案。

参考文献

[1]赵力.语音信号处理[M].北京:机械工业出版社, 2002.

[2]程佩青.数字信号处理教程[M].北京:清华大学出版社, 1995.

[3]潘新民.单片机实用系统设计[M].北京:人民邮电出版社, 1992.

数字化广播系统设计 篇11

关键词：多媒体；设计；实现

中图分类号：TP277

1 研究背景

多媒体教学方式已经在我国得到了非常广泛的应用，数字化多媒体教学软件在教育教学领域越来越发挥着非常重要的作用，但目前多媒体技术却无法满足国内教育教学方面对多媒体技术的需求。国外最早运用数字化多媒体教学是源于美国，早在20世纪中期，美国人就开始将教学机器以及程序教学不断的应用到教学中来，自1985年之后，多媒体教育模式开始显示出了无可替代的作用，大量的多媒体技术以及多媒体网络技术被应用到高校教育以及社会中，最终推动了计算机数字化教学模式的迅速发展，并导致了计算机教育被彻彻底底的广泛应用。

2 数字化多媒体教学软件设计与开发的现状以及成因

对于国内来说，我国的数字化多媒体教育出现较国外晚，导致了我国的现代多媒体软件的开发以及设计的研究也处于刚刚起步的阶段。尽管我国的数字化多媒体软件开发起步较国外晚，但是目前我国也已经存在了很多专门从事多媒体教学软件开发的专业人士，同时也存在很多专门从事多媒体教学软件开发的研究院或者研究机构，目前我国在多媒体教学软件开发方面具有非常大的提升空间，并且已经有一些多媒体软件慢慢的转化成了商业品。

目前，我国的多媒体教育软件开发依然存在这诸多的问题，本研究通过查阅大量的文献发现，目前我国的大多数针对多媒体软件的开发研究均具有非常强的针对性，其主要是针对课程自身的内容等方面进行讨论以及研发，其表现出非常强的片面性，只是针对教育教学而设计多媒体教育软件，然而，多媒体教学软件的开放性、教育性设计和开发方面的研究设计的并不是很多。导致目前国内多媒体教育软件的设计普遍具有很强的针对性。

3 数字化多媒体教学软件需求分析

数字化的相关教育技术是一门主要的必修课程。老师为学习者讲授数字化多媒体的相关内容、数字化多媒体教学设备以及相关系统的内容，是这门学科专门针对高层次的教育技术人才而设定的一门学科。学习者通过相关的课程学习，可以掌握和熟悉数字化多媒体的主要内容以及基本理论，同时通过学习还可以对数字化多媒体的设备、系统以及技术方面进行一个全面的了解，从而掌握数字化多媒体教学软件基本制作方法。

学习者的特征分析主要是针对学习者对教学内容的掌握以及了解程度、学习者的认知特点以及学习者对于信息技术的应用水平以及掌握程度进行一次全面的分析。其目的就是对学习者的学习状况以及学习风格进行一个综合的了解，从而分析并制定针对不同学习者的学习建议，为学习者明确学习目标以及学习内容，从而使学习者真正的对学习产生兴趣，促进学习者能力的发展。学习者特征分析的结果可以为多媒体教学软件的制作方面提供非常巨大的帮助，在专业人员制作多媒体教学软件过程中，可以根据学习者的特征分析结果从而设计相应的多媒体教学软件，这样可以提高学习者的学习兴趣，提高学习者的综合能力。因此，可以看出数字化多媒体教学软件在培养高层次人才过程中是必不可少的教学应用软件。

4 数字化多媒体教学软件系统设计

在数字化多媒体教学软件的设计过程中，按照以下步骤进行设计：（1）明确教学目的以及教学目标；（2）教学媒体的选择；（3）知识结构的设计；（4）诊断评价的设计；（5）软件交互性实现方面的设计；（6）软件开放性的实现方面的设计。按照以上七个步骤进行数字化多媒体教学软件系统的设计可以有利于增强学习者的学习兴趣，提高学习者学习能力。同时在进行数字化多媒体教学软件系统设计的过程中可以根据不同学习者的特征分析结果进行设计出大部分学习者均有一定需求的设计方案，这样就更能对学习者的学习热情有提高。

5 数字化多媒体教学软件系统实现

从狭义的理论观点来看，多媒体教学软件的内容即是包含了多媒体的课件，同时辅助以多媒体教学的相关程序。但从广义的理论观点来看，多媒体教学软件不仅仅包含着多媒体的课件内容、多媒体教学的相关程序，同时还包含了程序、课件以及学习者之间的交往。在课堂上使用多媒体软件进行教学，本质上其实就是在教学过程中使用多媒体软件技术将多种信息进行快速的整理并且以图、文、声、动画等方式呈现给学习者。多媒体教学软件中的教学信息主要包含了教学控制信息、教学的内容信息、教学反馈信息以及教学的应答信息等内容。教学的内容信息又包含了知识的符号信息、知识的意义信息以及知识的逻辑结果等相关内容。此外，教学的应答信息的含义指的是学生通过输入设备，多媒体教学系统对于学生的应答，多媒体软件系统的相关程序可以根据学生通过输入设备的应答情况，为学生近期的学习情况进行评分，从而判定学生目前的学习情况，并且多媒体软件系统可以将各个学生的信息进行综合整理，呈现出最终结果反馈给学生本人，并且多媒体教学软件中还存在相应的程序可以为学生制定出针对目前的学习状况的学习方法以及建议，这种针对不同学生而制定的建议称之为反馈信息。与传统的教学方式比较，多媒体教学呈现出了内容更加丰富，内容的个性能力更强，课堂上交互的能力更强。

6 总结与讨论

本文研究通过对数字化多媒体教学软件系统的分析、设计以及实现等方面对数字化多媒体教学软件系统设计进行了综合研究。最终整理设计方案，并对设计方案进行实施。在分析方面进行了数字化多媒体教学的基础介绍，同时对学习者进行特征分析，通过对学习者特征分析去发现学习者的需求，最终通过技术方案、学习者特征分析结果等方面对数字化多媒体教学软件系统设计的可行性进行分析。经过以上的系统分析然后对数字化多媒体教学软件进行详细的设计，从系统的界面、结构、导航以及交互性等方面进行综合的设计。最终采用Flash等工具进行软件的实现。使得多媒体教育软件的功能，极大的满足了学习者的需求，对于学习者的学习能力有了极大的提高。

参考文献：

[1]王林.MP2000型单片机多媒体教学系统的设计与实现[D].电子科技大学，2011.

[2]刘强，朱文球，张阿敏.面向网络教学的小规模视频会议系统的设计与实现[J].计算机应用与软件，2013，30（10）：142-146.

[3]黄炎磊，叶青.多媒体教室管理系统的设计与实现[J].软件导刊教育技术，2011.

[4]吕明娥，曹毅.基于校园网的多媒体教学系统的设计与实现[J].中国教育技术装备，2011（06）：97-98.

作者简介：沈兰宁（1974.10-），女，副教授，工程硕士，研究方向：软件开发。

数字化审讯系统的设计与实现 篇12

1 数字化审讯系统的需求分析

传统的审讯系统主要采用模拟的视频监控系统,普遍存在数据难以保存、审讯资料检索不便、智能化程度低、远程控制和双向互动实现困难等缺陷,因此,利用先进的数字处理技术实现审讯图像和声音信号的数字化保存和传输,利用计算机技术、网络通信技术加强审讯过程的指挥功能,达到规范审讯过程,实现公平、公正裁判,同时实施审讯全程录音录像,防止发生刑讯逼供,提高司法机关的社会公信度就显得尤为重要。通过实施信息化审判法庭建设,利用现代侦查手段把现场审讯人员和指挥人员紧密结合起来,体现“阳光审判”公开、透明的原则,实现庭审过程中,对原被告、证人、法官、公诉人、犯罪嫌疑人、电子证据画面进行实时采编录像和网络直播,满足庭审音像资料存档、远程观摩和领导的在线监督[3],通过多人对犯罪嫌疑人的话语表情等的观察加速实现案件的侦破,更快更准的打击犯罪已经成为司法机关迫切需要解决的问题。

2 数字化审讯系统的设计

数字视频监控系统是以数字视频处理技术为核心,以计算机或嵌入式系统为中心,视频处理技术为基础,利用图像数据压缩的国际标准和综合利用光电传感器、计算机网络、自动控制和人工智能等技术的一种新型监控系统[4],它可以实现基于IP的远程视频实时广播和监控、自动异常检测与报警、结构化的视频数据存储、远程录像等强大功能,综合了计算机IP视频技术、视频和音频数据的压缩及解压处理技术、互联网络应用技术,是当前网络IP视频应用发展的一个新方向。到目前为止,视频监控系统已经经历了模拟化、数字化、智能化、集成化与行业五个阶段,不论哪个阶段,都可以概括为四部分,一是音视频等前端数据信息的采集,二是数据的传输,三是数据的控制,四是数据图像的显示。

2.1 审讯系统的原理与组成

司法审讯系统就是将案件的审讯过程进行全程录像录音,并将录像资料监理档案,为了将审讯图像和声音信号进行数字化保存和传输,同时利用计算机网络技术加强审讯过程的指挥功能,该文设计的数字化审讯系统以计算机网络技术为核心,合理的选择前端采集设备,采用专业的H.264数字音视频编码,在降低带宽需求的同时能够提供更加清晰的图像,实现实时DVD光盘刻录,音像资料库在本地硬盘和后台存储器的分散与集中备份,实现网络点播、音视频参数调整、高清电子放大、“双码流”网络传输直播技术及远程提讯,提高了审判过程的真实性、有效性和公平性,加强了法院在办案、办公管理的信息化程度[5]。具体结构图如图1所示:

2.2 审讯系统的设备选型与实现过程

数字化审讯系统主要由采集、传输、控制和显示四部分组成。

1)数据采集系统:前端每间讯问室可安装二到四台彩色摄像机,其中,摄像机的分辨率720P或1080P。特写摄像机安装在犯罪嫌疑人的正对面,采集嫌疑人的特写镜头,可采用带云台的球形摄像机,要求可以变焦,能清晰的呈现嫌疑人的各种面部表情和动作以方便远程监看人员可以分析嫌疑人的心理活动;背景摄像机安装在审问干警的对面,采集询问时的全景画面,必须包括嫌疑人和询问人同时在内,可用彩色半球摄像机,可变焦,也要求能将审讯人的表情和动作清晰的显示出来;还可根据实际需求选配签字摄像机和指挥摄像机,同时要求摄像画面可以进行对比度、亮度、减噪、色彩等的手工和自动调整。每间讯问室至少安装两个专业的拾音器,要求高保真,能达到声音清晰、纯真,安装在靠近审讯人和被审讯人的两侧,安装方式根据实际情况可以选择天花板方式或者吸附侧墙壁方式。另外,讯问室还应安装温湿度传感设备,显示当前日期、时间、温度和湿度,安装在被讯问人正后方,为了避免数据被认为篡改,本系统采用“带随机动态背景图案的数模结合型”温湿度采集方式,运用具有与主机通讯功能的数字型温湿度时间LED显示屏,把LED显示屏嫌疑人的特写背景画面,摄入镜头进行录像,同时LED显示屏采用485线与审讯服务器之间连接,各个审讯室的时间与服务器的时间达到毫秒级同步,同时把LED显示屏的温湿度信号传入主机并以数字方式叠加在视频上进行录像以增强数据的安全性。最后讯问室还可配置打印机、笔录电脑、示证电视机、人体探测器等设备。

2)数据传输系统:数据信号的传输通过有线或者无线方式进行传输。对于审讯室内的有线视频线缆要在PVC线槽内敷设,同时强电与弱电线缆要分开敷设;审讯室与中心控制室的数据传输可以通过局域网来进行传输;中心控制室与远程控制指挥中心的数据传输可以利用专网或者公共广域网进行传输。

3)数据控制系统:审讯室的班干干警负责对犯罪嫌疑人进行询问、攻心,同时对询问笔录进行电子化实时录入,同时中心控制室的干警负责对数字化审讯系统设备的开启进行全程同步录音录像以及同步刻录DVD光盘,并且可以通过文字、语音以及电子白板等方式与询问室干警进行交流。而在远程指挥中心的领导通过指挥电脑可实现讯问室画面切换、音量调节、云台镜头的控制,必要时可以对讯问室内的办案人员进行指挥。

4)图像显示系统:对于少数几个审讯室可以在控制中心通过监视器进行显示,而在指挥中心可配置电视墙或者大屏拼接墙,通过控制键盘可控制摄像机画面任意切换。

3 数字化审讯系统的功能特点

1)系统支持1080P/720P高清视频的接入,可实现审讯室高清视频的采集、存储及刻录。

2)系统支持将时间信息、温湿度信息、随机动态图像信息、片头案件信息等叠加到视频图像信息中,避免了数据被篡改,保证了证据的安全可靠,维护了司法的公正。

3)系统支持双光盘实时刻录功能,采用“硬盘备份,光盘双刻”技术,能把庭审录像与电子笔录等资料同步刻录。

4)系统支持视听资料当事人视频真迹签名确认功能,保证庭审录像的真实性和有效性;

5)系统支持庭审的网络直播、点播功能,使得具有授权的人员可以进行案例分析和案例讨论;

6)系统支持专业的电子笔录录入功能。

7)系统支持领导远程对高清审讯过程实时监控、指挥,必要时可以跟审讯室的干警通过多种方式进行交流,实现多方协同办案。

8)系统支持多媒体示证功能,可以把扫描文件、音频、视频、数码照片等多媒体文件导入到高清审讯系统中,办案人员审讯终端可直接进行调用,并展示给犯罪嫌疑人,进行证据的当场展示。

9)系统支持为了防止意外或者避免路途奔波,提高办案效率,实现审讯人和犯罪嫌疑人在异地进行审讯。

10)系统支持省、市、县三级联网协同实时高清审讯办案,通过多级平台的级联实现全省系统的联网。

4 结束语

数字化审讯系统在司法审讯体系中的地位越来越重要,随着办案过程的日益复杂,数字化审讯系统必须满足四性:先进性,包括图像清晰、传输带宽小、系统集成功能强;安全性,包括访问权限可控、信号实时传输、数据不能被篡改;易用性,包括界面人性化、操作简单化;扩展性,包括硬件能兼容与扩充、软件能灵活升级。

参考文献

[1]何峰.数字化审讯系统设计[J],机电工程技术,2011(11):42-44.

[2]李博,陈俊杰,孟晓伟.校园数字化视频监控系统[J].太原理工大学学报,2002,33(6):634-636.

[3]马康炜.智能视觉系统在监狱安防的应用[J].安防工程商,2012(10):154-156.

[4]邓鉴能,黄世稀.基层检察院全程同步录音录像常见问题及对策研究[J].法制与经济,2010(09):62-64.